食人花盛开在热带雨林的神秘幽谷,她美艳妖娆,散发阵阵奇异味道引人靠近,趁人驻足欣赏时会突然张开血盆大口,与她长相伴的只有周围堆砌得越来越多的白骨。自然界不存在能吃人的花,但是,有些花胃口的确很好,只不过它吃的是……今天的主角植物来自大花草科(Rafflesiaceae)。
1818年,著名政治家托马斯·莱佛士爵士(Sir Thomas S. Raffles)在苏门答腊岛的热带雨林里,他发现一朵巨大奇特的大红花,其同伴外科医生约瑟夫·阿诺德博士(Dr. Joseph Arnold)称其为“植物界最伟大的奇才”。
这朵世界上最大的大红花后来以莱佛士和阿诺德的名字命名——Rafflesia arnoldii(大花草,字面意思是“阿诺德大王花”),而大花草科的拉丁学名也被冠以莱佛士的名字。大花草们当然不会真的吃人,但它吃起别的东西来,那可就厉害了。绝大多数植物是“自给自足”的,根负责吸收水分和营养元素,茎负责传输,叶负责光合作用。但植物界也有些“饭来张口”的小东西,站在别人的肩膀上,汲取别人的养分——寄生。
目前已知的寄生植物约有4000-5000种。常见的槲寄生(Viscum)、桑寄生(Loranthaceae)等植物,通常将根扎在寄主的枝条内,吸收其养分和水分,同时又可以靠自己的茎和叶光合作用,被称为半寄生植物。而大名鼎鼎的菟丝子(Cuscuta)、列当(Orobanche)等,在进化的过程中,根和叶片完全退化,光合作用能力非常微弱或者完全失去,只能通过吸器从寄主中获得营养物质,被称为全寄生植物。
大花草科的物种就代表了最极端的全寄生形式。大花草科有3个属40多个物种,主要分布于东南亚热带雨林,在它们的营养生长阶段均以类似“菌丝体”的形式存在于其专属寄主——葡萄科(Vitaceae)崖爬藤属(Tetrastigma)植物的根部或茎部。大花草科植物无根无叶无枝条,完全没有一点植物该有的气质,是十足的软饭型选手。
由于它们一般寄生在崖爬藤的根部或茎部,所以巨大的肉质花看起来就好像被随意“摆放”在土里一样。只有需要繁殖后代时,大花草才开出令人惊艳的巨大花朵(最大的花朵直径超过1米,重达7千克),并模仿腐肉的形态和气味,欺骗蝇类前来为雌雄异株的它们传粉。大花草们虽然自带光环,但它们的一生可以说是命途多舛。
一是种子本身难以发芽,即使顺利发芽,大多数酝酿了几个月的花蕾也会在绽放前死掉,甚至盛开的时候,都得争分夺秒与附近的异性花快速交配,因为一朵花只可以坚持短短几天。麻烦的是,群体性别比例还严重失调,所以在对的时间找到对的小伙伴成功授粉对大花草们来说就是奇迹。二是它将全部的赌注押在了崖爬藤身上,一旦寄主有恙,它也面临香消玉殒的命运。
我国境内唯一的大花草科植物是寄生花(Sapria himalayana)。是的,它的中文名就叫寄生花,简单直白明了。寄生花在中国“消失”几十年后,直到2015年才重现西双版纳热带雨林,因此轰动一时,引得众多科学家和植物爱好者前往探索。
版纳的寄生花寄生在葡萄科崖爬藤属植物的根上,目前已知的寄主有茎花崖爬藤(T. cauliflorum)、景洪崖爬藤(T. jinghongense),可能还有扁担藤(T. planicaule)。它的花冠约有10cm,花期在11-12月份。
小小身子(噢不,严格来说连身子都没有)却顶着一张大大的脸盘,怎么看都觉得大花草们这是虚胖啊……极端的形态学特征和不寻常的繁殖模式,再加上对特定寄主的依赖性,暗示着大花草具有非比寻常的基因组结构。来自哈佛大学的查尔斯·戴维斯教授(Charles C. Davis)解析了大花草科植物——寄生花的基因组,有了一些有趣的发现。寄生花中为何会丢失如此多的基因?这些基因的丢失是随机的还是有迹可循的呢?
研究者挑选了自食其力的拟南芥(Arabidopsis thaliana)、半寄生植物独脚金(Striga asiatica)、全寄生植物南方菟丝子(C. australis)和寄生花进行了基因丢失的功能富集。相比于拟南芥,这三种独立进化的寄生植物不约而同表现出了涉及光合作用、胁迫反应、营养代谢等基因丢失的规律,这表明寄生植物有着相似的进化轨迹。
遗传物质可以由亲代传递给子代,这是垂直基因转移(vertical gene transfer, VGT)的过程。而含有不同遗传信息的个体,包括没有亲缘关系的物种,也可以进行遗传物质的交流,区别于VGT,这个过程被称为水平基因转移(horizontal gene transfer, HGT)。寄生花不仅吃住都靠崖爬藤,甚至连人家基因都要窃取,不知道崖爬藤的心是不是凉凉的。
自带神秘光环的大花草无疑是最受人瞩目的植物之一。除了偶尔会爆出“世界上最大的食人花,吃人图片触目惊心”这样的小推文之外,大花草还是深受大家喜爱的。马来西亚专门为大花草发行过邮票,《植物大战僵尸》、宝可梦游戏中也可以看到大花草的身影。寄生花虽然不是打工人,但看完这个故事,相信大家都能深感寄生花生存的不易。所以一定要强调的是,大花草科的所有植物只能在其原生境生活,且只能寄生在崖爬藤上,不能移栽!
不能移栽!不能移栽!寄生花在印度已经被列为国家珍稀濒危保护植物,过分的美丽使得它们容易惨遭毒手,存在灭绝的危险,因此盗采盗挖也是会坐牢的!最后,祝愿大家能有幸一睹其风采,也呼吁大家一定保护好这朵有点虚胖的大红花。